高頻開關(guān)電源變壓器的制造方法
【專利說明】
[0001](— )技術(shù)領(lǐng)域:高頻開關(guān)電源變壓器，一般用于生產(chǎn)多晶硅、電鍍、電解、電動(dòng)汽車充電等行業(yè)的低壓大電流高頻開關(guān)電源變壓器。屬變壓器類(H01F)。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有低壓大電流高頻整流變壓器原理及結(jié)構(gòu)見圖6-圖8。見圖6，原邊線圈1環(huán)繞在環(huán)形鐵芯2上，變壓器副邊線圈3是一匝，現(xiàn)有一般是采用通過鐵芯中柱加導(dǎo)電座體的結(jié)構(gòu)形成。副邊的形成:見圖6，采用串聯(lián)兩個(gè)線圈3.1N、3.2N中心抽頭為30點(diǎn)，形成兩并聯(lián)的串有整流二極管的兩支路。副邊兩電流分別為i31、i32;原邊電流為il;其波形見圖7。
[0003]國(guó)家自然科學(xué)資助基金項(xiàng)目(50475046)中公開了一種〈新型一體化開放式高頻功率變壓器〉，其結(jié)構(gòu)為:把帶中心抽頭的變壓器與現(xiàn)有散熱器合二為一，以散熱器本身替代導(dǎo)線及副邊。其具體結(jié)構(gòu)見圖8示意:在繞有原邊線圈1的環(huán)形鐵芯2環(huán)形內(nèi)空腔形成的左、右半圓中柱5.1N、5.2N從環(huán)形鐵芯穿過作為變壓器副邊，分別與左、右散熱器4.1N、4.2N連為兩串聯(lián)副邊線圈，通過中心抽頭4.2N形成一匝副邊線圈。其優(yōu)點(diǎn)在于半圓柱副邊與散熱器座4N、5N采用同一材料連為一體，形成無物理斷開的整體結(jié)構(gòu)，散熱器半圓柱是變壓器副邊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，通過散熱器導(dǎo)出副邊熱量?，F(xiàn)存在的問題是:1)半圓柱截面與散熱器過電截面形成突變，半圓中柱5.1N、5.2N截面電流密度趨大，該處發(fā)熱。2)兩個(gè)半圓中柱間由于結(jié)構(gòu)原因，散熱差。3)同時(shí)見上述圖6、圖7，高頻開關(guān)電源中間抽頭，變壓器兩個(gè)副邊線圈電流i31、i32在正負(fù)半周間交替工作，在半周內(nèi)不工作(即不通過工作電流)的線圈導(dǎo)體仍會(huì)感應(yīng)出鄰近渦流損耗。由于趨膚效應(yīng)、渦流效應(yīng)，穿過鐵芯的半圓中柱發(fā)熱嚴(yán)重，特別是上端面5.1M處無法加大接觸截面積，接觸面電流密度大大超過散熱器座4N電流密度。在通過大電流時(shí)，端部螺絲緊固面長(zhǎng)期發(fā)熱形成微小間隙，促使發(fā)熱進(jìn)一步加劇，形成惡性循環(huán)，最后產(chǎn)生微火花燒蝕端面，導(dǎo)致接觸不良，接觸電阻增加，變壓器損耗增加。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]本發(fā)明提供的高頻開關(guān)電源變壓器，其目的就是解決國(guó)家自然科學(xué)資助基金項(xiàng)目(50475046)中公開的現(xiàn)有一體化開放式高頻功率變壓器存在的如下問題:1)由于趨膚效應(yīng)、渦流效應(yīng)半圓中柱發(fā)熱嚴(yán)重。2)由結(jié)構(gòu)原因兩半圓中柱散熱差。3)半圓中柱和散熱器座接觸面發(fā)熱、燒蝕端面、接觸電阻增加，變壓器損耗增加。
[0005]技術(shù)方案如下:
[0006]高頻開關(guān)電源變壓器，包括:在變壓器環(huán)形鐵芯2上環(huán)繞原邊線圈1;其特征是:
[0007]1)設(shè)由導(dǎo)電導(dǎo)熱材料制成的含有內(nèi)冷水管的左護(hù)套3.1、右護(hù)套3.2，兩護(hù)套之間有絕緣層;左、右護(hù)套均為長(zhǎng)方形，內(nèi)有等徑半圓腔，分別有含半圓形左、右底面3.11、3.21的左、右底座;含左、右頂面3.12、3.22的左、右半圓柱;兩個(gè)護(hù)套組合成一個(gè)帶內(nèi)圓腔的正方體;每個(gè)護(hù)套內(nèi)冷水管由底座內(nèi)的一個(gè)水平U形管和護(hù)套半圓柱內(nèi)的兩個(gè)L形水管組成。
2)繞原邊線圈的環(huán)形鐵芯整體置于兩護(hù)套內(nèi)圓腔內(nèi)；且內(nèi)圓腔內(nèi)灌滿高導(dǎo)熱硅膠6，并形成各處的絕緣層。3)副邊帶中心抽頭的左、右線圈如下形成:環(huán)形鐵芯中心孔兩半圓柱空腔內(nèi)分別豎放穿過中心孔的左、右兩組高頻電磁絞合線5.1、5.2，兩組電磁絞合線間有絕緣層，高頻電磁絞合線采用多股絕緣漆包線絞合而成。左線圈由順次電連接的左上銅排4.12、左護(hù)套3.1、左下銅排4.11、左高頻電磁絞合線5.1、抽頭銅排4.0組成。左上銅排4.12通過左通孔7.12用螺釘連接固定在左護(hù)套的左頂面3.12上，左下銅排4.11通過左下通孔7.11用螺釘連接固定于左護(hù)套的左底面3.11;左高頻電磁絞合線5.1下、上端分別焊接或壓接固定在左下銅排4.11和抽頭銅排4.0的各小通孔內(nèi)。右線圈由順次電連接的抽頭銅排4.0、右護(hù)套
3.2、右下銅排4.21、右高頻電磁絞合線5.2、右上銅排4.22組成；抽頭銅排4.0通過右通孔7.0用螺釘連接固定在右護(hù)套右頂面3.22上；右下銅排4.21通過右下通孔7.21用螺釘連接固定于右護(hù)套的右底面3.21;右高頻電磁絞合線5.2下、上端分別焊接或壓接固定在右下、上銅排4.21、4.22各小通孔內(nèi)。左上銅排4.12內(nèi)端為左線圈引出端3M，右上銅排4.22外端為右線圈引出端3N，整個(gè)抽頭銅排4.0長(zhǎng)度內(nèi)均可作為兩線圈中點(diǎn)抽頭端30。
[0008]上述絞合的多股絕緣漆包線5.1、5.2的股數(shù)、規(guī)格可按變壓器交變頻率、副邊電流選擇。上述制作左、右護(hù)套的導(dǎo)電導(dǎo)熱材料可采用銅、鋁合金。上述全部銅排可采用最后進(jìn)行了防氧化處理的單層或者多層銅板。
[0009]本發(fā)明有益效果:
[0010]1)由于電磁絞合線采用多股絕緣漆包線絞合而成，在電磁感應(yīng)過程中可以有效解決現(xiàn)有變壓器副邊半園導(dǎo)電柱的趨膚效應(yīng)、渦流效應(yīng)帶來的副邊線圈的發(fā)熱、損耗。與現(xiàn)有半圓柱相比，導(dǎo)電截面相同時(shí)，發(fā)熱大大減小，提高了變壓器副邊的過電流能力和使用可靠性。由此也可以使變壓器的功率更大，或者在同樣功率下，變壓器體積更小。2)在護(hù)套形成的圓柱腔內(nèi)，灌滿高導(dǎo)熱硅膠，并形成絕緣層，對(duì)護(hù)套腔體內(nèi)的磁環(huán)、原邊線圈、副邊高頻電磁絞合線等產(chǎn)生的熱量進(jìn)行吸收并傳遞到護(hù)套上。左右護(hù)套內(nèi)的L型U型水路將熱量由內(nèi)冷水帶走。使變壓器整體散熱得到良好改善，鐵芯、原邊線圈、副邊線圈熱傳導(dǎo)速度加快。3)電磁絞合線的兩端連接到銅排后再固定在護(hù)套上，因此副邊的電磁絞合線的規(guī)格，如線徑、絞合線數(shù)、導(dǎo)電材料處理可以根據(jù)變壓器不同的交變頻率進(jìn)行不同的配置，更有利于提高變壓器效率。對(duì)不同頻率狀態(tài)下變壓器匹配更優(yōu)化。4)由于副邊采用左、右護(hù)套和左、右電磁絞合線，上、下銅排等結(jié)構(gòu)，可方便實(shí)現(xiàn)提供多種變壓器:即變比N(原邊匝數(shù))/1的半波、全波整流變壓器和單相橋式整流變壓器，均可應(yīng)用在高頻開關(guān)電源中。
(四)
【附圖說明】
[0011]圖1高頻開關(guān)電源變壓器總體結(jié)構(gòu)正剖視示意圖。
[0012]圖2圖1中A向視圖，即總體俯視圖。主要示出了從上至下第一層銅排:左線圈上部銅排4.12、右線圈上部銅排4.22俯視形狀及連接結(jié)構(gòu)。
[0013]圖3圖1中B-B局部剖視圖。主要示出了從上至下第二層銅排:抽頭銅排4.0俯視形狀及連接結(jié)構(gòu)。
[0014]圖4圖1中C-C局部剖視圖。主要示出了從上至下第三層銅排:左線圈下部銅排4.11、右線圈下部銅排4.21俯視形狀及連接結(jié)構(gòu)。
[0015]圖5左護(hù)套3.1立體圖。
[0016]圖6低壓大電流高頻整流變壓器原理圖(有中間抽頭)。
[0017]圖7為圖6中原邊線圈電流1.1、副邊兩線圈電流1.31、1.32波形圖。
[0018]圖8現(xiàn)有公開的〈新型一體化開放式高頻功率變壓器〉結(jié)構(gòu)示意圖。(五)
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對(duì)照【附圖說明】本實(shí)施例高頻開關(guān)電源變壓器的組成。
[0020]1)見圖1，圖2，設(shè)由銅、鋁